Novel triplet photosensitizers bearing fullerene as spin converter

Abstract

Bu çalışmada, üzerinde hedefleme için asetil sübstitüe glukoz birimleri bulunduran BODIPY-fulleren sistemler (14-21) ağır atom içermeyen triplet photoduyarlaştırıcılar olarak hazırlandı. BODIPY fonksiyonlandırma kolaylığı ve fotofiziksel özellikleri nedeniyle ışık toplayıcı olarak seçilirken, fulleren sistemler arası geçişi sağlaması için spin dönüştürücü olarak kullanıldı. BODIPY bileşiğinin 3- ve 5- pozisyonlarından Knoevenagel kondenzasyon reaksiyonu ile fonksiyonlandırılarak, π konjugasyonun arttırılması ile moleküllerin terapötik pencerede absorpsiyon yapması amaçlandı. Azitür grubu içeren şeker molekülü hedefleme için BODIPY bileşiklerine klik kimyası ile stiril gruplardan fonksiyonlandırıldı. Bu BODIPY bileşikleri Bingel reaksiyonu şartlarında fulleren ile etkileştirilerek tekli ve ikili katılma ürünü BODIPY-C60 diadlar elde edildi.Tez kapsamında sentezlenen bütün bileşiklerin (1-21) yapısal karakterizasyonları kütle, 1H ve 13C NMR spektroskopisi teknikleri ile aydınlatıldı. (10-21) bileşiklerinin fotofiziksel özellikleri farklı çözücüler içerisinde UV-görünür bölge absorpsiyon ve floresans emisyon spektroskopik teknikleri ile incelendi. Singlet oksijen üretme kapasiteleri organik çözücü ve sulu ortamda tuzak molekül kullanılarak endirek yöntemle belirlendi. Farklı sayıda BODIPY içeren BODIPY-fulleren sistemlerin fotodinamik aktiviteleri incelendi. Bu amaçla, BODIPY-fulleren (14-21) sistemlerin K562 insan lösemi kanser hücrelerine karşı fotodinamik aktiveleri araştırıldı ve sonuç olarak bütün moleküllerin kanser hücrelerini öldürmede oldukça etkili oldukları bulundu.

In this study, BODIPY-fullerene conjugates (14-21) which bear acetyl functionalized glucose moiety for targeting were prepared as heavy atom free triplet photosensitizers. BODIPY was chosen as a light harvester due to the excellent photophysical properties and ease to functionalize, while C60 acted as a spin converter to provide intersystem crossing. BODIPY was functionalized on 3- and 5- positions by Knoevenagel condensation reaction in order to enhance π conjugation hence dyads were able to absorb light in therapeutic window. Azido glucose moiety was attached to BODIPY via click chemistry in the styryl units for targeting cancer cells. These BODIPY derivatives were reacted with C60 under Bingel reaction conditions to yield mono- and bis-adduct BODIPY-C60 dyads.After the synthesis of all compounds (1-21) in the scope of the thesis, structural characterizations were elucidated by MALDI-TOF mass, 1H and 13C NMR spectroscopy techniques. Photophysical properties of (10-21) were examined via UV-vis absorption and fluorescence spectroscopic techniques in different solvents. Singlet oxygen generation abilities of the dyads were carried out in both organic solvent and in an aqueous media via indirect method using trap molecules. Photodynamic activities of BODIPY-fullerene systems bearing different number of BODIPY units were examined. For this purpose, MTT assay studies were performed to investigate the photodynamic activities of BODIPY-fullerene conjugates against the K562 myelogenous leukemia cells. As a consequence, all dyads (14-21) were potent to destroy tumor cells with different concentrations.